专题05 机械振动 机械波 2020-2026年高考物理真题分类汇编（山东）

高考真题分类解析PAGE试卷第=1页，共=sectionpages33页PAGE1专题05机械振动机械波7年真题1年模拟考点分类山东考情（2020-2026）命题规律考点01机械波2026山东卷2025山东卷2024山东卷2022山东卷2021山东卷2020山东卷情境：多以双波叠加、波形与振动图像结合、波的传播方向多解性为背景，注重波动过程的动态分析。考点：波速/波长/周期的关系、质点振动方向判断、波的叠加与干涉、振动加强/减弱点判定。题型：均为选择题（多选为主），占4-5分，2020年曾出现单选，近年稳定为多选题型。综合：常结合周期性、多解性设置干扰项，侧重考查波动与振动的对应关系分析能力。考点02机械振动2023山东卷2022山东卷情境：围绕弹簧振子、单摆模型、碰撞结合简谐运动的综合场景，偶尔与能量、动量知识点结合。考点：简谐运动的回复力与加速度、振幅与周期计算、振动方程应用、单摆周期公式。题型：以多选题为主，2022年曾出现12分计算题，涉及简谐运动与力学综合应用。综合：计算题常结合动量守恒、能量守恒，考查多过程问题的阶段拆分与建模能力。考点01机械波1．（2026·山东·高考真题）（多选）波源在时开始振动，产生一列沿轴正方向传播的简谐横波。时质点刚好开始振动，质点与的平衡位置相距。某时刻的波形如图所示，下列说法正确的是（

）A．波速为B．波长为C．从图示状态经过，M和速度相同D．从图示状态经过，M和偏离平衡位置的位移相同2．（2025·山东·高考真题）（多选）均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波，振幅均为，波速均为，M、N为介质中的质点。时刻的波形图如图所示，M、N的位移均为。下列说法正确的是（

）A．甲波的周期为 B．乙波的波长为C．时，M向y轴正方向运动 D．时，N向y轴负方向运动3．（2024·山东·高考真题）（多选）甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，波速均为2m/s。t=0时刻二者在x=2m处相遇，波形图如图所示。关于平衡位置在x=2m处的质点P，下列说法正确的是（）A．t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为0B．t=0.5s时，P偏离平衡位置的位移为C．t=1.0s时，P向y轴正方向运动D．t=1.0s时，P向y轴负方向运动4．（2022·山东·高考真题）（多选）一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是（）A． B．C． D．5．（2021·山东·高考真题）（多选）一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（）A． B．C． D．6．（2020·山东·高考真题）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（）A． B．C． D．考点02机械振动1．（2023·山东·高考真题）（多选）如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（

）

A． B． C． D．2．（2022·山东·高考真题）如图所示，“L”型平板B静置在地面上，小物块A处于平板B上的点，点左侧粗糙，右侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为M的小球悬挂在点正上方的O点，轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A发生碰撞，碰后小球速度方向与碰前方向相同，开始做简谐运动（要求摆角小于），A以速度沿平板滑动直至与B右侧挡板发生弹性碰撞。一段时间后，A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度减为零，此时小球恰好第一次上升到最高点。已知A的质量，B的质量，A与B的动摩擦因数，B与地面间的动摩擦因数，取重力加速度。整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求：（1）A与B的挡板碰撞后，二者的速度大小与；（2）B光滑部分的长度d；（3）运动过程中A对B的摩擦力所做的功；（4）实现上述运动过程，的取值范围（结果用表示）。1．（2026·山东菏泽·一模）如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定，下端拴小物块A和B，A的质量为m，B的质量为2m，系统处于静止状态，某时刻剪断AB间的细绳，A开始做简谐运动。重力加速度为g，A做简谐运动时的周期。下列说法正确的是（）A．A在最高点的加速度大小为B．A做简谐运动的振幅为C．A的最大速度为D．A从开始到第一次到达原长的时间为2．（2026·山东烟台·二模）一劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置，下端固定在地面上，上端固定连接一个轻质的小托架。质量为m的小球从离托架一定高度处由静止开始自由下落，小球恰好落到托架中心位置，然后经过一段时间又回到初始下落位置。不计空气阻力，弹簧始终在弹性范围内，已知弹簧振子周期，弹簧弹性势能表达式，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，m为弹簧振子的质量，重力加速度为g。若小球在上述运动过程中的最大加速度大小为2g，则小球从初始下落位置到第一次到达最低点的时间为（）A． B． C． D．3．（2026·山东烟台·一模）如图所示，在真空中A、B两点处固定两个电荷量均为Q的正点电荷，C点为A、B连线的垂直平分线上的一点，O点为A、B连线的中点，将一电荷量为q、质量为m的负点电荷从C点由静止释放，A、B两点间的距离为L，O、C两点间的距离为d，且。已知质量为m的物体做简谐运动所受回复力与位移的关系为，振动的周期为，不计负点电荷的重力，静电力常量为k，则该负点电荷的振动周期为（

）A． B． C．2 D．4．（2021·山东临沂·一模）某同学研究绳波的形成与传播规律。取一条较长的软绳，用手握住一端A水平拉直后，沿竖直方向抖动，即可观察到绳波的形成。该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波，则下列关于手握一端A振动情况的描述，正确的是（）A． B．C． D．5．（2026·山东菏泽·一模）如图甲所示水浒好汉城内有现代仿制的鱼洗——双耳铜盆。摩擦它的双耳时会形成相互叠加的水波（可以看成横波），某时刻形成的两列水波如图乙所示，实线波向右传播，虚线波向左传播，、为介质中的质点，则下列说法正确的是（）A．稳定后，两点为振动加强点B．质点再经过四分之一周期到达波峰C．增大摩擦盆耳的频率，形成水波的波长可能变长D．质点再经过四分之一周期运动到图中质点所在位置二、多选题6．（2026·山东青岛·一模）如图所示，甲、乙两列振幅均为A的简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速为3m/s。时，甲波传播到坐标原点处，乙波传播到处。下列说法正确的是（）A．处质点始终在平衡位置B．时，和处质点位移大小相同，方向相反C．后，和处质点振幅均为2AD．时，只有两个质点位移大小为2A7．（2026·山东滨州·一模）如图甲所示，两波源P、Q分别位于x=0.6m和x=0.7m处。t=0时刻，波源Q开始振动，形成沿x轴负方向传播的简谐波，t=0.2s时刻，波源P开始振动，形成沿x轴正方向传播的简谐波，两波源P、Q的振动图像如图乙所示。已知x<0区域为介质1，波长λ1=0.4m，x>0区域为介质2，波长λ2=0.2m。则（）A．波在介质1中的波速是波在介质2中的波速的2倍B．0.6s时x=0.4m处的质点在平衡位置向下振动C．在0.6s~1.4s内，x=0处的质点振动的路程为24cmD．稳定后，在0<x<0.7m的范围内有6个振动加强点8．（2026·山东淄博·一模）A、B两列简谐横波，波长之比，某时刻B波波形如图中实线所示，经过时间（是A波的周期），B波波形如图中虚线所示，则两波的波速大小之比可能是（）A． B． C． D．9．（2026·山东·一模）如图甲所示，游乐场有一种水上蹦床设施，游客在蹦床上有规律的跳动，水面激起一圈圈水波。波源位于点，水波在xOy水平面内传播（不考虑能量损失，水面为均匀介质），波面呈现为圆形。时刻，处质点第一次到达波峰，波面的分布情况如图乙所示，其中虚线、实线表示两相邻的波谷、波峰。处质点的振动图像如图丙所示，轴正方向表示竖直向上。下列说法中正确的是（）A．水波的波速为B．时，处质点具有正向最大加速度C．若游客加快跳动频率，则相邻波峰的间距将变小D．时，处质点振动的路程为10．（2026·山东聊城·一模）如图甲所示，均匀介质中三个波源分别位于平面直角坐标系中的、、点。从波源开始振动为计时起点且三个波源的振动图像均如图乙所示，振动方向均垂直平面，波速为。下列说法正确的是（）A．质点比质点晚起振B．时，质点的速度方向与加速度方向相同C．稳定后质点与质点的振幅不相等D．若取走处波源，则稳定后在间有10个振动减弱点11．（2026·山东日照·一模）如图所示，一简谐横波在均匀介质中沿着x轴向左、右传播，其波源S位于原点处，振动频率为2Hz。质点P的平衡位置位于处，质点Q的平衡位置位于波源S的左侧（图中未画出）。当P到达波峰时，波源S恰好处于平衡位置，Q恰好到达波谷。已知（λ为该波的波长），下列说法正确的是（

）A．机械波在介质中的波速可能为4m/s B．机械波的波长可能为3.2mC．质点Q的平衡位置坐标可能为 D．P与Q同时通过平衡位置时，振动方向相同12．（2026·山东临沂·一模）某简谐横波沿x轴传播，在时刻的波形如图所示，此时介质中有两个质点M和N，M的横坐标为0，N的纵坐标为0，质点M的振动方程为。下列说法正确的是（）A．该波沿x轴正方向传播B．该波的波长为12mC．该波的波速大小为6m/sD．从时刻起，质点M回到平衡位置的最短时间为0.5s13．（2026·山东东营·一模）如图沿x轴传播的机械波，振幅A=2cm，某时刻部分波形如图。此时A、B位移分别为1cm和。此后A比B提前1.5s回到平衡位置。下列说法正确的是（）A．波向左传播B．波速为2cm/sC．再经3.5s，点A处于平衡位置D．再经7.0s，平衡位置为10cm处D的位移为2cm14．（2026·山东烟台·一模）如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播。实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，且该波形自之后首次出现，下列说法正确的是（

）A．时，处的质点沿y轴负方向振动B．时，处的质点沿y轴正方向振动C．0～14.5s内，处的质点的路程为85.5cmD．0～14.5s内，处的质点的路程为87cm15．（2026·山东泰安·一模）飞机机翼铸造过程中，熔池中的杂质未能及时排出，会形成夹渣等缺陷，利用超声波可以进行检测。如图甲所示，在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图乙、丙所示。已知超声波在机翼材料中的波速为。关于缺陷深度和这两个反射信号在探头处的叠加效果，下列选项正确的是（）A．缺陷深度B．缺陷深度C．这两个反射信号在探头处叠加后振动加强D．这两个反射信号在探头处叠加后振动减弱16．（2026·山东枣庄·一模）平衡位置分别位于和的两波源P、Q，均沿平行于y轴方向做简谐振动，振幅分别为2cm和3cm，形成的两列横波分别沿x轴正向和负向传播，速度大小均为。时刻两列波的图像，如图所示，此刻平衡位置在和的两质点刚开始振动。质点M的平衡位置在处。下列说法正确的是（）A．质点M为振动加强点 B．两列波在时相遇C．质点M在0~3s内通过的路程为60cm D．时质点M的速度沿y轴负方向17．（2026·山东淄博·二模）如图所示，在平面内有两个沿轴方向（垂直平面）做简谐运动的点波源和，振动方程分别为、。两列波的波速均为，两列波在点和点相遇时，引起、处质点的振动情况是（）A．处的质点振动加强B．处的质点振动减弱C．处的质点振动加强D．处的质点振动减弱18．（2026·山东菏泽·二模）图甲为一列简谐横波在t=0时的波形图，图乙为波的传播方向上平衡位置在x=0.5m处质点的振动图像，P是平衡位置在x=1m处的质点，下列说法正确的是（）A．波速为0.5m/sB．波沿x轴正方向传播C．当t=10s时，平衡位置在x=1.5m处的质点Q恰好到达波峰位置D．P在0~0.5s与0.5~1s时间内的平均速度之比为19．（2026·山东青岛·二模）图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.75s时刻的波形图，a、b、c、d、e为波上的5个质点，d位于c、e之间（图中未画出），b、c两质点平衡位置间的距离为12m，图乙为质点d的振动图像，下列说法正确的是（）A．该列简谐波沿x轴负向传播B．该列简谐波沿x轴正向传播C．t=0.75s时刻，质点a、d的位移大小之比为D．t=0.75s时刻，质点a、d的位移大小之比为20．（2026·山东临沂·二模）位于x=0.25m的波源p从t=0时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正负方向传播，在t=2.0s时波源停止振动，t=2.1s时的部分波形如图所示，其中质点a的平衡位置，质点b的平衡位置。下列说法正确的是（）A．在t=2.1s时，质点a与质点b的速度大小相等，方向相反B．t=0.78s时，波源的位移为负C．在0到2s内，质点b运动总路程是2.45mD．若在x=3.25m处存在完全相同的波源q同时开始振动，则在p、q之间共有5个振动加强点21．（2026·山东聊城·二模）如图所示，甲、乙两列简谐横波分别在介质I和介质Ⅱ中沿x轴正方向传播，两波源沿y轴方向振动且频率相同，两列波的振幅均为2cm，甲波在介质I中的波速为2m/s，P为介质I中的质点，Q为介质Ⅱ中的质点。图示为t=0时刻两列波的部分波形图，此时P、Q两个质点的位移均为1cm。下列说法正确的是（）A．甲波的周期为3s B．乙波在介质Ⅱ中的波速为4m/sC．t=3s时，P沿y轴正方向运动 D．t=3s时，Q沿y轴正方向运动22．（2026·山东日照·二模）一列简谐横波在均匀介质中沿直线由a点向b点传播，a、b两点相距s。某一时刻，a点处于波峰，b点处于平衡位置。经过时间t后，b点仍处于平衡位置，则该波的波速大小可能是（

）A． B． C． D．23．（2026·山东德州·二模）如图甲所示，在一均匀介质中，振源位于轴上15cm处，在时刻沿轴正向开始振动，产生的简谐横波在水平面内传播，振动图像如图乙所示，时该波恰好传到轴上5cm处。振源位于轴上20cm处，时开始振动，起振方向和振动情况与相同，点在平面内。下列说法正确的是（）A．两简谐波的波长为20cmB．两简谐波的波速为5m/sC．时，处质点速度竖直向上D．0~6s时间内，处质点运动的路程为2cm24．（2026·山东潍坊·二模）同一均匀介质中有振动频率相同、振动方向一致的波源、，能分别发出在同一平面内传播的简谐横波。波源、的连线上有一点P，P点到、的距离之差为6m。已知从时起振，从时起振，而且发出的波首先到达P点，P点的振动图像如图所示，下列说法正确的是（）A．两波源振动的周期为2sB．、的振幅分别为3cm和2cmC．两列波传播的速度大小为D．位于两波源连线上且到P点距离为3m的点的振幅为5cm25．（2026·山东济宁·二模）一列简谐横波沿轴正方向传播，周期。时刻的波形图如图所示，此时质点、的位移均为。下列说法正确的是（）A．该波的波速为B．时，质点位于波峰C．在内，质点比通过的路程多D．从时刻开始计时，质点做简谐运动的表达式为26．（2026·山东枣庄·二模）质点P、Q、R的平衡位置分别在轴上。波源平行于轴振动，形成一列沿轴正方向传播的简谐横波，时刻的波形，如图甲所示，此刻波刚好传到处于平衡位置的质点。质点的振动图像，如图乙所示。下列说法正确的是（）A．波源的起振方向沿轴负方向B．波源的振动周期为4sC．时，质点的位置坐标为D．第4s内质点的加速度沿轴正方向且逐渐增大三、实验题27．（2026·山东济南·二模）小提琴琴弦上的波速不仅与弦绷紧的程度有关，还与弦的单位长度的质量有关。某实验小组设计了如图甲所示的实验装置探究小提琴琴弦上波速与琴弦单位长度的质量和琴弦的张力之间的关系。(1)本实验要分别探究波速与琴弦单位长度的质量和琴弦的张力之间的关系，采用的实验方法是________；A．控制变量法 B．等效替代法 C．微小量放大法(2)如图甲所示，实验小组利用信号发生器在琴弦P端输入频率的正弦波，该波由P点传播到Q点后会发生反射，稳定后琴弦上的波可看作是P、Q两点发出的振幅和频率相同、起振方向相反的两列波在PQ间叠加而成。某次实验时琴弦的形状如图乙所示，测得PQ间的距离为12cm，则该次实验中波在琴弦上传播的波速为________m/s；(3)保持琴弦不变，改变悬挂钩码的个数，重复实验测得多组波速v和张力F的数值；保持悬挂钩码的个数不变，更换不同琴弦，重复实验测得多组波速v与单位长度的质量μ的数值，分别画出、图像如图丙所示，则波速与琴弦单位长度质量和琴弦张力之间的关系可能为________。A． B． C． D．四、解答题28．（2026·山东烟台·二模）某实验小组在平静的湖面上O点安装一频率的振动装置，可产生水波（可视为简谐横波）并在Oxy平面内由O点向外传播。如图所示，时刻相邻的波峰和波谷恰好传播到实线圆和虚线圆处，且实线圆处第一次出现波峰。已知质点M的坐标为，质点N的坐标为，质点M做简谐运动时沿z轴（垂直Oxy平面）的振幅，求：(1)质点M的振动方程；(2)质点N第3次到达波峰的时刻。29．（2026·山东东营·二模）均匀同种介质中，A、B两质点分别处在和处，先后以相同频率振动，振幅均为2cm。当A振动后，B经1.5s开始振动，某时刻波形如图所示。此时两质点位移分别为，。求：(1)两波的波速；(2)稳定后，AB之间振幅为4cm质点的横坐标。30．（2026·山东滨州·一模）如图甲所示，金属矩形框abcd放置在水平光滑桌面边缘，ab边长为，bc边长为x0，电阻大小为r，以桌面边缘一点O为坐标原点，沿桌面建立x轴，垂直桌面建立y轴。空间中存在平行y轴的匀强磁场，磁感应强度B随x轴按正弦规律变化，沿x轴每经过x0为一个周期，磁感应强度的最大值为B0，如图乙所示。(1)若金属矩形框在外力作用下，沿x轴以速度v0匀速运动x0，求该过程中外力做的功W。(2)如图丙所示，若轻细线的一端系在bc边的中点，另一端连接一轻质弹簧，弹簧的另一端悬挂一重物。磁场中每点的磁感应强度均随时间按正弦规律变化，周期为T0，且沿x轴的负方向相位依次滞后。重物做简谐运动，金属框始终处于静止状态，已知重力加速度为g。求重物质量m。31．（2026·山东淄博·一模）如图所示，质量的长木板B静止在光滑水平面上，其左端点位于水平面上的点，质量的小物块A静止放在长木板B的左端点，A与B之间的动摩擦因数为。距离长木板右端点处的点静止放置一质量的小物块C，C与轻质弹簧栓接，弹簧右端固定。用长为不可伸长的轻绳将质量的小球悬挂在点正上方的点，轻绳处于水平拉直状态。将小球静止释放，下摆至最低点与A发生弹性碰撞，碰后撤去小球。一段时间后，B与C发生弹性碰撞，碰后C做简谐运动（弹簧振子的振动周期，其中为振子质量、为弹簧的劲度系数